Els metalls, que constitueixen al voltant del 80% dels elements coneguts, tenen unes propietats característiques explicables a partir del tipus d’enllaç que manté units els seus àtoms. Són sòlids o líquids, les característiques metàl·liques desapareixen en vaporitzar el metall.
Per explicar aquest tipus d’enllaç, hi ha diverses teories que pretenen donar una explicació a l’elevada conductivitat tèrmica i elèctrica així com explicar l’elevat nombre de coordinació que presenten.
- És dóna en elements que tenen una baixa energia de ionització (electropositius). Es pot considerar una generalització covalent per a un cas d’aromaticitat tridimensional amb formació de bandes d’energia quasi contínues.
- Són sòlids produïts per un empaquetament compacte (índex de coordinació elevat com per exemple 12), essent les estructures més importants l’hexagonal compacte, la cúbica centrada en el cos i la cúbica centrada en les cares. Exemples:
Cúbica centrada en el cos: Ic = 8; metalls alcalins i Ba.
Cúbica centrada en les cares: Ic = 12; Cu, Ag, Au, Ca i Sr.
Hexagonal compacte: Ic = 12; Be, Mg, Zn i Cd. Açí podem veure com els diferents elements poden ser metàl.lics o no metàl.lic si s'encen la bombeta de llum vol dir que l'element es contuctor i al contrari, si no s'encen vol dir que no es conductor del corrent.
En quest altre video es pot veure com un element melàl.lic es converteix en un imant, és a dir, el corrent passa a través dels cables hon arriva al fil de coure i els electrons fan que en metall que està enrotllat s'imante.
Un model per a l´Enllaç Metàl·lic
Enllaç metàl·lic :
L’enllaç iònic es produeix entre àtoms de metall.
Els àtoms metàl·lics formen cations i al seu voltant se situen els electrons que formen un “núvol electrònic”.
Normalment es dóna entre àtoms del mateix metall o de metalls diferents.
En aquest model, se suposa que els electrons de valència abandonen els seus àtoms (els metalls tenen baixos potencials d'ionització), i formen una "núvol" d'electricitat negativa, col·lectiva i mòbil, que es mou lliurement entre la malla que forma la xarxa dels cations resultants, actuant a manera de "ciment" d'unió entre ells i evitant la seva repulsió elèctrica explosiva. Uns pocs electrons poden així mantenir units tants àtoms al voltant d'un qualsevol, ja que aquests electrons estan deslocalitzats i poden ocupar un volum més gran.
L'enllaç metàl.lic és conseqüeència de l'atracció electrostàtica entre els ions positius i el núvol d'electrons que els envolta.
TIPUS D'ESTRUCTURES
Són comuns tres estructures de xarxes cristal·lines en els metalls: Estructura cúbica centrada en el cos Formada per un àtom del metall en cada un dels vèrtexs d'un cub i un àtom en el centre. Els metalls que cristal·litzen en esta estructura són: ferro alfa, titani, tungsté, molibdé, niobi, vanadi, crom, zirconi, tal.li, sodi i potassi.
Estructura cúbica centrada en el cos
Cada àtom de l'estructura, està rodejat per huit àtoms adjacents i els àtoms dels vèrtexs estan en contacte segons les diagonals del cub.
En aquet video es pot veure com hem contruit una estructura cúbica centrada en el cos, en el video ho explica molt bé:
Estructura cúbica centrada en les cares
Està constituïda per un àtom en cada vèrtex i un àtom en cada cara del cub. Els metalls que cristal·litzen en esta estructura són: ferro gamma, coure, plata, platí, or, plom i níquel.
Estructura cúbica centrada en les cares
Cada àtom està rodejat per dotze àtoms adjacents i els àtoms de les cares estan en contacte.
Estructura hexagonal compacta
Esta estructura està determinada per un àtom en cada un dels vèrtexs d'un prisma hexagonal, un àtom en les bases del prisma i tres àtoms dins de la cel·la unitària.
Cada àtom està rodejat per dotze àtoms i estos estan en contacte segons els costats dels hexàgons bases del prisma hexagonal. Els metalls que cristal·litzen en esta forma d'estructura són: titani, magnesi, zinc, beril·li, cobalt, zirconi i cadmi.
Alguns metalls patixen canvi d'estructura a diferents temperatures com el ferro que es presenta com cúbic centrat a temperatura normal però canvia a centrat en les cares a 912°C i torna a ser cúbic centrat a 1400°C; quan un metall canvia la seua estructura d'esta manera es diu que és al·lotròpic.
PROPIETATS DELS METALLS
Els metalls mostren un ampli marge en les seues propietats físiques. La majoria d'ells són de color grisenc, però alguns presenten coloresdistintos; el bismut (Bi) és rosaci, el coure (Cu) rogenc i l'or (Au) groc. En altres metalls apareix més d'un color, i este fenomen es denomina pleocroísmo.
Altres propietats serien les següents:
-La majoria són densos encara que hi ha algunes excepcions com el titani que és lleuger(relació entre la massa del volum d'un cos i la massa del mateix volum d'aigua):
-Estat físic: tots són sòlids a temperatura ambient, excepte alguns con ara el Hg.
-Són brillants ja que reflecteixen la llum.
-Són mal.leables, és a dir, es poden moldejar i no tornen a la seua forma inicial.
-Són dictils, és a dir, es deformen abanç de trencar-se.
-Són tenaços, és a dir, resistència que presenten els metalls a trencar-se per tracció.
-Són bons conductors d'electricitat i la calor ja que la seua estructura els ho permet.
Enllaç metàl·lic. Sòlids metàl·lics. Propietats.
Introducció a l’enllaç metàl·lic:
Els metalls, que constitueixen al voltant del 80% dels elements coneguts, tenen unes propietats característiques explicables a partir del tipus d’enllaç que manté units els seus àtoms. Són sòlids o líquids, les característiques metàl·liques desapareixen en vaporitzar el metall.
Per explicar aquest tipus d’enllaç, hi ha diverses teories que pretenen donar una explicació a l’elevada conductivitat tèrmica i elèctrica així com explicar l’elevat nombre de coordinació que presenten.
- És dóna en elements que tenen una baixa energia de ionització (electropositius). Es pot considerar una generalització covalent per a un cas d’aromaticitat tridimensional amb formació de bandes d’energia quasi contínues.
- Són sòlids produïts per un empaquetament compacte (índex de coordinació elevat com per exemple 12), essent les estructures més importants l’hexagonal compacte, la cúbica centrada en el cos i la cúbica centrada en les cares. Exemples:
Cúbica centrada en el cos: Ic = 8; metalls alcalins i Ba.
Cúbica centrada en les cares: Ic = 12; Cu, Ag, Au, Ca i Sr.
Hexagonal compacte: Ic = 12; Be, Mg, Zn i Cd.
Açí podem veure com els diferents elements poden ser metàl.lics o no metàl.lic si s'encen la bombeta de llum vol dir que l'element es contuctor i al contrari, si no s'encen vol dir que no es conductor del corrent.
En quest altre video es pot veure com un element melàl.lic es converteix en un imant, és a dir, el corrent passa a través dels cables hon arriva al fil de coure i els electrons fan que en metall que està enrotllat s'imante.
Un model per a l´Enllaç Metàl·lic
Enllaç metàl·lic :
L’enllaç iònic es produeix entre àtoms de metall.
Els àtoms metàl·lics formen cations i al seu voltant se situen els electrons que formen un “núvol electrònic”.
Normalment es dóna entre àtoms del mateix metall o de metalls diferents.En aquest model, se suposa que els electrons de valència abandonen els seus àtoms (els metalls tenen baixos potencials d'ionització), i formen una "núvol" d'electricitat negativa, col·lectiva i mòbil, que es mou lliurement entre la malla que forma la xarxa dels cations resultants, actuant a manera de "ciment" d'unió entre ells i evitant la seva repulsió elèctrica explosiva. Uns pocs electrons poden així mantenir units tants àtoms al voltant d'un qualsevol, ja que aquests electrons estan deslocalitzats i poden ocupar un volum més gran.
L'enllaç metàl.lic és conseqüeència de l'atracció electrostàtica entre els ions positius i el núvol d'electrons que els envolta.
TIPUS D'ESTRUCTURES
Són comuns tres estructures de xarxes cristal·lines en els metalls: Estructura cúbica centrada en el cos Formada per un àtom del metall en cada un dels vèrtexs d'un cub i un àtom en el centre. Els metalls que cristal·litzen en esta estructura són: ferro alfa, titani, tungsté, molibdé, niobi, vanadi, crom, zirconi, tal.li, sodi i potassi.
Estructura cúbica centrada en el cos
Cada àtom de l'estructura, està rodejat per huit àtoms adjacents i els àtoms dels vèrtexs estan en contacte segons les diagonals del cub.
En aquet video es pot veure com hem contruit una estructura cúbica centrada en el cos, en el video ho explica molt bé:
Estructura cúbica centrada en les cares
Està constituïda per un àtom en cada vèrtex i un àtom en cada cara del cub. Els metalls que cristal·litzen en esta estructura són: ferro gamma, coure, plata, platí, or, plom i níquel.
Estructura cúbica centrada en les cares
Cada àtom està rodejat per dotze àtoms adjacents i els àtoms de les cares estan en contacte.
Estructura hexagonal compacta
Esta estructura està determinada per un àtom en cada un dels vèrtexs d'un prisma hexagonal, un àtom en les bases del prisma i tres àtoms dins de la cel·la unitària.
Cada àtom està rodejat per dotze àtoms i estos estan en contacte segons els costats dels hexàgons bases del prisma hexagonal. Els metalls que cristal·litzen en esta forma d'estructura són: titani, magnesi, zinc, beril·li, cobalt, zirconi i cadmi.
Alguns metalls patixen canvi d'estructura a diferents temperatures com el ferro que es presenta com cúbic centrat a temperatura normal però canvia a centrat en les cares a 912°C i torna a ser cúbic centrat a 1400°C; quan un metall canvia la seua estructura d'esta manera es diu que és al·lotròpic.
PROPIETATS DELS METALLS
Els metalls mostren un ampli marge en les seues propietats físiques. La majoria d'ells són de color grisenc, però alguns presenten coloresdistintos; el bismut (Bi) és rosaci, el coure (Cu) rogenc i l'or (Au) groc. En altres metalls apareix més d'un color, i este fenomen es denomina pleocroísmo.
Altres propietats serien les següents:
-La majoria són densos encara que hi ha algunes excepcions com el titani que és lleuger(relació entre la massa del volum d'un cos i la massa del mateix volum d'aigua):
-Estat físic: tots són sòlids a temperatura ambient, excepte alguns con ara el Hg.
-Són brillants ja que reflecteixen la llum.
-Són mal.leables, és a dir, es poden moldejar i no tornen a la seua forma inicial.
-Són dictils, és a dir, es deformen abanç de trencar-se.
-Són tenaços, és a dir, resistència que presenten els metalls a trencar-se per tracció.
-Són bons conductors d'electricitat i la calor ja que la seua estructura els ho permet.